1、生物多样性 2 生物多样性概念 是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体具有的多样化 变异性生命形式的多样化 类病毒 病毒 细菌 真菌 植物 动物生态环境的变异性 促进 抑制 非相关生态系统 生境结构的多样化 稳定 循环生态过程的复杂性 延续 变异 继承 进化 3 生物多样性的功能概念 生物多样性的结构 生物的物理组成 分布格局种类 成分 生境 斑块 廊道等元素的格局生物多样性的功能 生物的生态过程 进化过程基因流动 环境干扰 养分循环等功能过程 4 生物多样性的描述层次 遗传多样性 同一种 不同种群的基因变异 同一种群内的基因差异物种多样性 多种多样的生物类型 种类 物种的差异性 变异性生态系
2、统多样性 生态系统中 生境类型 生物群落 生态过程的丰富程度景观多样性 环境 植被动态相联系 景观斑块空间分布特征的多类性 5 遗传多样性的功能等级 形态学水平的变异 界门纲目科属种 种内 种间个体形态差异 亚种 亚族差异染色体水平的变异 数量 形状 类型 同种有单倍体 多倍体 常染色体 性染色体等位酶水平的变异 等位基因 同功异位 同染色体有功能基因等位 不等位 同工DNA水平的变异 DNA碱基序列差异 6 种内遗传多样性测定 丰富度na 同种内 一个点位上 等位基因数均匀度 i 一个种内 第i个等位基因的频度 i fi 2N N是种群大小 fi是等位基因数那么 等位基因的频度Hdc的公式
3、7 亚种遗传多样性测定 亚种遗传多样性 FST FST HT HS HTHT是亚种的基因多样度HS是种内的基因多样度同样以等位基因的频度计算公式 教材186页 8 物种和群落的生物多样性测定 确定测定对象 取样面积 取样方法即生物学 统计学两方面内容三种类型的生物多样性表述方法 多样性 群落内 或生境内 生物多样性 多样性 群落间 或生境间 生物多样性 多样性 地理区域的生物多样性 9 多样性 测量群落内生物种类 数量测量生物种类间相对多度反映了群落内 物种间 通过竞争资源或者 利用同种生境 而产生的共存结果可分为几类 物种丰富度指数 物种均匀度指数物种相对多度分布等 10 物种丰富度指数 对
4、一个群落中 所有实际物种数目的测量物种丰富度 D D S NS 物种数目 N 所有物种个体总数由于物种个体总数不可得 只能用统计方法M丰富度指数DM S 1 lnNG丰富度指数DGl S 1 lnA 样方面积 11 Shannon Wiener 香农一威纳 指数 利用信息论的熵公式原理设计出 H 指数 ni 第i个种的个体数目N 群落中所有种的个体总数lg的底 可取2 e 10都行H指数值越高 说明信息量越多 多样性越高 12 Simpson 辛普森 指数 问题提出 在群落中 随机抽取2个样本 发生的概率 在寒带森林中抽样 同属一个物种的概率高在热带雨林中抽样 同属一个物种的概率低辛普森认为
5、抽样概率能够表述多样性问题指数 D 抽2个样 分属不同物种的概率 13 Hill指数 H指数与D指数的共同特点 它们既考虑了群落内物种数目也考虑了每个种的相对多度Hill将H指数和D指数归结为Hill指数 Na Na P1a P2a Pna P1 P2 Pn Pn是样本物种的相对多度 a 生物多样性指数法 总是有限制性 不完善 14 多样性 表示生物种类对环境异质性的反应是一个比较复杂的测度描述生境内 生物种类的数量差异描述种类相同性 彼此间相对位置是群落间的相似性指数是同一地区 不同生境 生物物种的周转率 15 多样性的举例 不同生境间 或某一生境梯度上不同地段间生物种类组成的相似性如果相似
6、性越差 生物多样性就越高如果相似性越近 生物多样性就越低例 东海海洋鱼的种类 长江口河流鱼类秦岭南麓低山区鸟类 秦岭南麓高山区鸟类 16 Whittaker指数 多样性通过不同指数来计算常见指数有 Whittaker指数 w 计算公式 w S ma 1 S 研究群落中的物种总数ma 样方的平均物种数 17 Cody指数 Cody指数 c 计算公式 c g H I H 2g H 沿生境梯度H而增加的物种数目I H 沿生境梯度H而减小的物种数目生境梯度 连续性生境变化的区域 18 生物多样性指数的用途 在实际应用中生物多样性指数表现出高度的相关性作为不同尺度的生物多样性研究只能用于生态学比较研究工
7、作中不能用于生物保护 生态评价工作中它只是一种指标 不能用于定义生物多样性是一种广义上的生物多样性 19 物种多样性梯度 多样性随纬度的变化 纬度增加 物种多样性逐渐减少多样性随海拔的变化 海拔增加 物种多样性逐渐降低多样性随水体深度的变化 水体越深 物种多样性逐渐减少深水层水生生物种类 明显低于浅水层 20 多样性梯度的因素 时间 气候稳定性 空间异质性 生产力 竞争 捕食 群落物种多样性 21 时间因素 进化时间等级 进化时间越长 遭遇灾害越少 多样性越高冰川活动 造山运动 火山 小行星 地震生态时间等级 生态时间扩展越久 遭遇阻碍少 多样性越高动物迁徙 植物扩张 森林砍伐 22 空间异质
8、性因素 空间异质性程度越高 群落越复杂生物多样性越高在不同尺度上 大环境有 寒带 温带 热带中环境有 高山 平原 海洋 湖泊小环境有 朝向 地形 地貌 植被 建筑 23 气候因素 气候环境稳定 变化幅度小生物多样性越高热带稳定气候 寡食性昆虫多 生境不变 热带剧变气候 杂食性昆虫多 生境多变 寒温带稳定气候 植物多样性高 高纬度 寒温带剧变气候 植物基本不能生存 极地 24 竞争与捕食因素 竞争的生态位分化 生境越复杂 食性越特别 生物多样性越高热带小昆虫 大昆虫 小哺乳 大哺乳捕食与被捕食的比例 比例稳定 生物多样性越高 进化 竞争 比例不稳定 生物多样性低 天敌 毁灭 25 生产力因素 群
9、落生产力越高 生产的食物越多生物多样性越高植物花果 鸟类 爬行类 食草动物小型哺乳 大型哺乳 顶级哺乳动物昆虫 微生物 分解养分多 植物 26 群落稳定性 群落在一段时间过程中 维持物种互相结合 各物种数量关系的能力 在受到扰动的情况下恢复到原来平衡状态的能力有四种状态 现状的稳定 保持研究时的稳定状态时间过程的稳定 在时间过程中保持稳定抗变动能力 遭遇外来干扰是的抗御能力变动后恢复原状的能力 还原能力 27 群落的稳定程度 扰动一个群落系统时 所需施加的扰动强度所需外力越大 表明群落愈稳定群落从平衡状态被扰动后 产生波动的幅度波动幅度越小 表明群落越稳定群落变动后恢复到原来平衡状态所需的时间所需时间越短 表明群落越稳定 28 多样性与稳定性的关系 多数生态学家认为 物种多样性是群落稳定性的一个重要尺度在多样性与稳定性的关系上 尚未定论总的趋向认为 高度多样性是稳定自然系统的特征之一 29 作业题 教材 第205页 第3题 课间休息 2013年4月23日
